Расчет положения объекта по звуку

Тема в разделе "Закажу проект", создана пользователем RyreH, 6 ноя 2015.

  1. RyreH

    RyreH Нуб

    Добрый день, форумчане!
    Нужно разработать систему, способную определить по равномерному монотонному звуку (квадрокоптер) расположение в пространстве и расстояние до источника звука.
    Как я себе это представляю - N микрофонов, расположенных на расстоянии L (L<50 см) улавливают звук определенных параметров (тембр вращения винтов дрона). По разнице улавливания звука разными микрофонами высчитывается расположение и расстояние до квадрокоптера.
    Интересует возможность практической реализации этого:
    - позволяют ли технические средства уловить звук квадрокоптера на расстоянии 30-50 метров?;
    - какое минимальное расстояние L требуется, для возможности определения положения и расстояния источника звука?;
    - возможно существуют более простые и надежные способы узнать его расположение?
    Заранее спасибо)
     
  2. DrProg

    DrProg Вечный нерд

    Это называется акустический коррелятор. Прибор довольно сложный даже при работе в 1D пространстве (поиск места утечек в трубе по шуму). Вам же нужен как минимум 2D, если без учета высоты. Задача, теоретически, решаемая, практически очень и очень непростая.
     
    ИгорьК нравится это.
  3. Megakoteyka

    Megakoteyka Оракул Модератор

    Один приемник GPS на квадрокоптер, второй на землю. По разнице координат можно довольно точно определять положение. Почти диференциальный режим получится.
     
  4. RyreH

    RyreH Нуб

    Спасибо, но, к сожалению, такой вариант не подходит - задумка предполагает определение направления к "не нашему" квадрокоптеру.
     
  5. RyreH

    RyreH Нуб

    Спасибо! А в чем заключаются технические сложности - в аппаратной части, или сложности вычислений? И какова приблизительная цена вопроса?
     
  6. Onkel

    Onkel Гуру

    если бы дрон работал с одной частотой пропеллеров - задача была бы проще простого, засада будет как раз в определении что там шумит - дрон или синичка. Или сканировать по частоте, в принципе по частоте детекторы лок-ин вытягивают сигнал при сигнал/шум -60 дб. Если частота гуляет, то время реакции увеличивается до долей секунды, а за долю секунды дрон уже улетит далеко - далёко. В поставленном вами виде за реальные деньги (единицы, до десятка килобаксов) задача не решаема. А что нужно - расстреливать чужие дроны? Почитайте про рафаиловский "железный купол".
    Или задачу в более четком виде, тогда можно будет подумать еще.[​IMG]
     
  7. DrProg

    DrProg Вечный нерд

    Расчет проводится не по силе шума, а по поиску одинаковых гармоник и сопоставлению его между точками замера, то есть по задержке одного и того же, например, всплеска вычисляют его расстояние до каждого датчика, а из этого и положение источника. Для шумоподавления используется система фильтрации, которая настраивается на отсечение чириканий синичек и прочих ненужных звуков.
     
    ИгорьК нравится это.
  8. geher

    geher Гуру

    1. А не маловата ли база в 50 см для этого?
    2. Сравнивать придется не с одним эталоном, а с целым набором, чтобы перекрыть все режимы работы коптера.
     
  9. DrProg

    DrProg Вечный нерд

    1. Полметра маловато, конечно, для определения расстояния. Для направления хоть вообще пучком можно микрофоны связать, главное чтобы они были направленными.
    2. По идее сначала нужно откалибровать фильтр под тот шум который нужен. Для поиска утечек используются шаблоны которые вычисляются из материала и диаметра трубы. Для дронов нужны какие то примеры звуков, ну или сидеть в наушниках у крутить фильтры вручную, чтобы убрать все лишнее, оставить только важное.
    И вот еще непонятно надо ли вычислять высоту. И если надо то как? Или достаточно расстояния по вектору?
     
    ИгорьК нравится это.
  10. Onkel

    Onkel Гуру

    пы сы у меня
    а кто говорит про силу шума? Я вообще такого словосочетания не употреблял ни разу в жизни.
    Кстати, о каком таком всплеске вы пишите? Пролет дрона не сопровождается никакими всплесками, если он конечно не переходит звуковой барьер.
    Чтобы не было дальнейших непоняток, я более детально опишу как регистрируют такие вещи - регистрируется фон+сигнал, выделяются частоты с изменившейся амплитудой (в нужном диапазоне частот, чтобы не сбить филина вместо дрона, например появление дрона с частотой вращения 1 000 лопастей /с даст 1 кГц) , и на одной из этих частот происходит регистрация двумя разнесенными микрофонами, разность фаз полученных сигналов даст направление. Идея проста и понятна. Дьявол в деталях.
     
  11. DrProg

    DrProg Вечный нерд

    И как отличить которая именно фаза достигла микрофонов та же самая или две соседние? А может через одну? 1КГц это примерно 30 см, если я правильно посчитал.
     
    ИгорьК нравится это.
  12. Onkel

    Onkel Гуру

    1 почти достаточно
    [​IMG]
    но лучше побольше
    2 мы не знаем, какой дрон прилетит и какая птица поет прямо по курсу, вычислять нужно постоянно, а не "для начала". Пока ты будешь "крутить фильтры вручную" тебе уже прилетит содержимое дрона, ну или дрон сфоткает твое шубохранилище или полтора гектара вилл в восточном стиле.
     
  13. Onkel

    Onkel Гуру

    я уже на это ответил. "Дьявол в деталях."
     
  14. DrProg

    DrProg Вечный нерд

    Пример с фотки некорректен, вообще не тот принцип работы.
     
    ИгорьК нравится это.
  15. RyreH

    RyreH Нуб

    Высоту вычислять не обязательно, самое главное - вектор направления, и желательно расстояние по вектору.
    По частоте вращения лопастей поискал в нете параметры двигателей к дронам: rpm от 1200 до 4800, что дает от 20 до 80 оборотов в секунду. Но это, наверное, нужно еще умножить на количество лопастей (обычно 5)
     
  16. RyreH

    RyreH Нуб

    В пассивном режиме достаточно, чтобы "слушал" только один микрофон. В случае улавливания необходимой характеристики звука подключаются остальные и определяют вектор/расстояние.
     
  17. Onkel

    Onkel Гуру

    расстояние вы с помощью одной системы определить не сможете, только (как минимум) две системы методом триангуляции.
     
  18. Onkel

    Onkel Гуру

    абсолютно тот, только вместо микрофонов - уши, вместо мк - мозг. В ушах происходит преобразование Фурье, далее спектр фурье поступает в мозг и сравнивается с предыдущим спектром, а также два спектра друг с другом - от правого и левого уха. А уж фазовое или амплитудное детектирование- дело десятое.
     
  19. Onkel

    Onkel Гуру

    а что делать с этим дроном? Сбивать или светить в него, чтобы он упал или засветить ему оптику?
    В принципе задача эта решена, см. пассивный акустический способ обнаружения цели в учебниках для сапогов. Дело только в технике, а любой технический вопрос он разрешим и сводится к финансовому. Ну цену вопроса я озвучивал.
     
  20. RyreH

    RyreH Нуб

    По финансам - за рабочий прототип 10 килобаксов?